Grâce à un contrôle structurel précis, Les chercheurs d'A*STAR ont codé un seul pixel avec deux couleurs distinctes et ont utilisé cette capacité pour générer une image stéréoscopique en trois dimensions.

Trouver comment inclure deux types d'informations dans le même domaine était un défi séduisant pour Xiao Ming Goh, Joel Yang et leurs collègues de l'Institut de recherche et d'ingénierie des matériaux A*STAR. Ils savaient qu'une telle capacité pourrait aider une gamme d'applications, y compris des écrans couleur tridimensionnels ultra haute définition et des mesures anti-contrefaçon de pointe. Ils ont donc entrepris de concevoir une architecture de nanostructure qui pourrait offrir plus d'argent.

Ayant déjà utilisé des matériaux plasmoniques pour générer des impressions couleur à la limite de diffraction optique en faisant varier soigneusement la taille et l'espacement des nanostructures, Yang pensait que la polarisation serait une direction prometteuse à poursuivre. "Nous avons décidé d'étendre nos recherches à des tirages qui présenteraient des images différentes selon la polarisation de la lumière incidente, " il explique.

Le principal défi à surmonter était le mélange des couleurs entre les polarisations, un phénomène connu sous le nom de diaphonie. Goh et Yang ont testé deux nanostructures d'aluminium en tant que matrices de pixels :des ellipses et deux carrés séparés par un très petit espace (appelés dimères nanocarrés couplés).

Chaque disposition de pixels avait ses propres avantages et inconvénients. Alors que les ellipses offraient une gamme de couleurs plus large et étaient plus faciles à modeler que les dimères nanocarrés, ils présentaient également une diaphonie légèrement plus élevée. En revanche, les dimères nanocarrés couplés avaient une diaphonie plus faible mais souffraient d'une gamme de couleurs très étroite.

En raison de leur plus faible diaphonie, les dimères nanocarrés couplés ont été considérés comme de meilleurs candidats pour coder deux images superposées sur la même zone qui pourraient être visualisées en utilisant différentes polarisations incidentes.

Alors que la palette de couleurs des dimères nanocarrés couplés pourrait être étendue en faisant varier la largeur et l'espacement entre les carrés adjacents dans chaque dimère nanocarré, les ellipses étaient mieux pour démontrer la large gamme de couleurs réalisable.

Par ailleurs, les chercheurs ont utilisé ces réseaux de pixels pour générer une image stéréoscopique en trois dimensions. Ils y sont parvenus en utilisant des ellipses comme éléments de pixel, en décalant soigneusement les images et en choisissant des couleurs d'arrière-plan qui minimisent la diaphonie.

"Être capable d'imprimer deux images sur la même zone et, plus loin, la génération d'une image stéréoscopique en trois dimensions ouvre de nombreuses pistes d'applications nouvelles, " remarque Goh.

Mais les possibilités ne s'arrêtent pas là. Nanostructures complexes, y compris les formes circulairement asymétriques, offrent beaucoup plus d'options. "En employant des polarisations circulaires supplémentaires, nous pourrions encoder plusieurs images ― c'est-à-dire, pas seulement deux, mais trois images ou plus dans une même zone, " Goh explique.